3D പ്രിൻ്റിംഗ് വികസിപ്പിക്കാവുന്ന റെസിൻ

പോളിമർ റെസിൻ നിർമ്മാണ ബ്ലോക്കായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു മോണോമർ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലാണ് പഠനത്തിൻ്റെ ആദ്യ ഘട്ടം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചത്. മോണോമർ അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം ഭേദമാക്കാവുന്നതും താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ രോഗശാന്തി സമയവും ഉയർന്ന സമ്മർദ്ദമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ അഭികാമ്യമായ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും പ്രദർശിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്. മൂന്ന് സാധ്യതയുള്ള കാൻഡിഡേറ്റുകളെ പരീക്ഷിച്ച ശേഷം ടീം, ഒടുവിൽ 2-ഹൈഡ്രോക്‌സിതൈൽ മെത്തക്രൈലേറ്റിൽ സ്ഥിരതാമസമാക്കി (ഞങ്ങൾ അതിനെ HEMA എന്ന് വിളിക്കാം).

മോണോമർ ലോക്ക് ചെയ്‌തുകഴിഞ്ഞാൽ, HEMA-യെ ജോടിയാക്കാൻ അനുയോജ്യമായ ഒരു ബ്ലോയിംഗ് ഏജൻ്റിനൊപ്പം ഒപ്റ്റിമൽ ഫോട്ടോഇനിയേറ്റർ കോൺസൺട്രേഷൻ കണ്ടെത്താൻ ഗവേഷകർ പുറപ്പെട്ടു. മിക്ക SLA സിസ്റ്റങ്ങളിലും സാധാരണയായി കാണപ്പെടുന്ന സ്റ്റാൻഡേർഡ് 405nm UV ലൈറ്റുകൾക്ക് കീഴിൽ സുഖപ്പെടുത്താനുള്ള സന്നദ്ധതയ്ക്കായി രണ്ട് ഫോട്ടോ ഇനീഷ്യേറ്റർ സ്പീഷീസുകൾ പരീക്ഷിച്ചു. ഫോട്ടോ ഇനീഷ്യേറ്ററുകൾ 1:1 അനുപാതത്തിൽ സംയോജിപ്പിച്ച് ഏറ്റവും ഒപ്റ്റിമൽ ഫലത്തിനായി 5% ഭാരത്തിൽ കലർത്തി. ഹീമയുടെ സെല്ലുലാർ ഘടനയുടെ വികാസം സുഗമമാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ബ്ലോയിംഗ് ഏജൻ്റ് - അത് 'നുരൽ വീഴ്ത്തുന്നതിന്' കാരണമാകും - കണ്ടെത്തുന്നത് അൽപ്പം തന്ത്രപരമായിരുന്നു. പരീക്ഷിച്ച പല ഏജൻ്റുമാരും ലയിക്കാത്തതോ സ്ഥിരപ്പെടുത്താൻ പ്രയാസമുള്ളതോ ആയിരുന്നു, പക്ഷേ സംഘം ഒടുവിൽ പോളിസ്റ്റൈറൈൻ പോലുള്ള പോളിമറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പരമ്പരാഗതമല്ലാത്ത ബ്ലോയിംഗ് ഏജൻ്റിൽ സ്ഥിരതാമസമാക്കി.

അവസാന ഫോട്ടോപോളിമർ റെസിൻ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ചേരുവകളുടെ സങ്കീർണ്ണമായ മിശ്രിതം ഉപയോഗിച്ചു, അത്ര സങ്കീർണ്ണമല്ലാത്ത കുറച്ച് CAD ഡിസൈനുകൾ 3D പ്രിൻ്റിംഗിൽ ടീം പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങി. മോഡലുകൾ 1x സ്കെയിലിൽ ഏതെങ്കിലും ക്യൂബിക് ഫോട്ടോണിൽ 3D പ്രിൻ്റ് ചെയ്യുകയും 200 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ പത്ത് മിനിറ്റ് വരെ ചൂടാക്കുകയും ചെയ്തു. ചൂട് വീശുന്ന ഏജൻ്റിനെ വിഘടിപ്പിച്ചു, റെസിൻ നുരകളുടെ പ്രവർത്തനം സജീവമാക്കുകയും മോഡലുകളുടെ വലുപ്പം വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു. വിപുലീകരണത്തിനു മുമ്പും ശേഷവും അളവുകൾ താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഗവേഷകർ 4000% (40x) വരെയുള്ള വോള്യൂമെട്രിക് വിപുലീകരണങ്ങൾ കണക്കാക്കി, ഫോട്ടോണിൻ്റെ ബിൽഡ് പ്ലേറ്റിൻ്റെ ഡൈമൻഷണൽ പരിമിതികളെ മറികടന്ന് 3D പ്രിൻ്റ് ചെയ്ത മോഡലുകളെ തള്ളി. വികസിപ്പിച്ച മെറ്റീരിയലിൻ്റെ സാന്ദ്രത വളരെ കുറവായതിനാൽ എയ്‌റോഫോയിലുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ബൂയൻസി എയ്‌ഡുകൾ പോലുള്ള ഭാരം കുറഞ്ഞ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് ഗവേഷകർ വിശ്വസിക്കുന്നു.